[发明专利]一种丝杠及其轴向补偿系统与方法

说明书

本发明公开了一种用于丝杠的轴向补偿方法，包括：获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的位置、以及因丝杠受温度变化导致A点当前位置变化的差值Δa；根据所述差值Δa得到当前所述丝杠的脉冲当量C¹；根据当前的所述脉冲当量C¹以及所述丝杠需要移动的距离y得到需要发出的脉冲数n¹。本发明还公开了一种用于丝杠的轴向补偿系统。本发明还公开了一种包括上述轴向补偿系统的丝杠。上述轴向补偿方法，可以补偿因温度变化导致丝杠轴向胀缩引起的定位精度的变化，从而提高丝杠的运动精度。

技术领域

本发明涉及丝杠技术领域，特别涉及一种丝杠及其轴向补偿系统与方法。

背景技术

滚珠丝杠工作时会发热，发热使丝杠热膨胀从而加大导程影响传动和定位精度。为了保证丝杠系统的定位精度，国内纷纷展开了深入研究。

目前来说，研究方向主要有以下几个方向：

其一、提高丝杠的制造精度、采用热膨涨系数小的材料或者采用内部中空或自带冷却系统的丝杠等等；但这无疑会造成结构的庞大、不便而且大大增加制造成本，更主要的是不能从根本解决问题；

其二、通过丝杠反复运动，采集大量丝杠温度与丝杆线性方向伸缩长度的相关数据，然后通过公式推算进行线性补偿；但是这种方法非常有局限性。首先：采集的数据量需要非常巨大而丝杠本身的温度难以测量；其次丝杠因为自身螺旋形的结构及受力特点以及与外界环境的复杂热交换导致丝杆本身温度并不是均匀的，所以采用此种方法补偿存在很多的弊端；

其三、采用光栅尺作为位置反馈原件使整个控制系统形成闭环，来保证定位精度。但是光栅尺测量精度受环境温度影响较大，平均每升高1℃，每米有8um的误差，对于长期工作在较高温度环境中的机床采用光栅尺无法进行精确的定位，有时候甚至会导致有飞车等危险的情况出现。

综上，丝杠伸缩引起定位精度的问题一直未能很好的解决，对于高精度机床，往往会选择直线电机来替代丝杠，但是直线电机因为同样采用光栅尺作为位置反馈原件，对于温度较高的场合，同样不能发挥其特有的优势，因此丝杠伸缩引起的定位精度问题亟待解决。

发明内容

本发明的目的是提供一种丝杠及其轴向补偿系统与方法，可以补偿因丝杠系统受温度变化而导致的定位精度的变化，提高丝杠的运动精度。

为实现上述目的，本发明提供一种用于丝杠的轴向补偿方法，包括：

获取位于丝杠进给系统中的参考点A在初始状态下沿丝杠线性方向的位置、以及因丝杠受温度变化导致A点当前位置变化的差值Δa；

根据所述差值Δa得到当前运动控制系统的脉冲当量C¹；

根据当前的所述脉冲当量C¹以及所述丝杠需要移动的距离y得到需要发出的脉冲数n¹。